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Rotierender, walzenförmiger, hohler Schwimmkörper
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bzw. eine Vorderansicht, welche in grösserem Massstab Beispiele von Ablenkplattformen für Wasserfahrzeuge mitrotierenden, schraubenförmigen Schwimmern zeigen. Fig. 8 ist eine Seitenansicht einer Ausführungsabwandlung eines rotierenden, schraubenförmigen Schwimmers. Fig. 9 ist ein zu dem Winkel der Schwimmkörper und ihren Nuten senkrechter, schräger Schnitt längs der Linie 9-9 gemäss Fig. 8.
Fig. 10 ist eine gemäss der Linie 10 -10 nach Fig. 8 gesehene Ansicht des Endes des Schwimmers, Fig. 11 ist ein Schnitt längs der Linie 11-11 gemäss Fig. 8 in der Nähe eines Endes des Schwimmers senkrecht zu der Achse desselben. Fig. 12 zeigt in einer schematischen Seitenansicht in kleinerem Massstab die Anordnung von zwei Schwimmern auf der gleichen Achse mit einem dazwischengeschalteten Antriebsmotor.
Die Eigenschaften eines Wasserfahrzeuges mit rotierendem schraubenförmigem Schwimmer und insbesondere seine Möglichkeiten hinsichtlich seiner Fahrtgeschwindigkeit sind eng an die Notwendigkeit gebunden, einen geringsten Tiefgang bei einem grössten eintauchenden Volumen zu haben, wobei eine Umfangsform mit Vorsprüngen ausgenutzt wird, welche den grössten Vortrieb und die geringste Wirbelbildung und den kleinsten Fahrtwiderstand gewährleisten.
Hiefür hat der erfindungsgemäss rotierende schraubenförmige, im ganzen mit-l-bezeichnete Schwimmer die allgemeine Form eines hohlen Zylinders. Gemäss einem wesentlichen Kennzeichen ist
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serfahrzeuges, welches im allgemeinen mit mehreren Schwimmern ausgerüstet wird, z. B. zwei parallelen Schwimmern oder zwei parallelen Gruppen, deren jede zwei in einer Flucht liegende Schwimmer aufweist.
Die Länge-L-des Körpers-l-wild in Funktion des grössten Durchmesser --D-- des antriebsschwimmers bestimmt. Diese Länge kann in bezug auf den Durchmesser-D-zwischen Verhältnissen --L/D- schwanken, welche zwischen etwa ein Sechstel für Wasserfahrzeuge, welche leicht sein sollen und von denenbesondere Leistungen erwartet werden und ein Siebentel für Fahrzeuge, welche besondereleistungen erreichen oder bedeutenden ungleichen Drücken widerstehen sollen, liegen. Die grossen Verhältnisse verringern den Bewegungswiderstand in der Längsrichtung, so dass dann der Schwimmer durch einen in Fig. 2 gestrichelt dargestellten mittleren Zylinder verstärkt werden kann.
Diese Verhältnisse von 1/6 und 1/7 zwischen dem grössten Durchmesser --D-- des Schwimmers und seiner Län- ge-L-sind bevorzugte Verhältnisse, welche dem Schwimmer einen kräftigen Aufbau in der Längsrichtung und eine gute Widerstandsfähigkeit gegen die auf ihn wirkenden Torsionskräfte und ungleichen Drücke erteilen. Es ist ferner zu bemerken, dass das Verhältnis zwischen dem grössten Durchmesser --D-des Schwimmers und seiner Länge-L-auch in Funktion der zur Herstellung des Schwimmers gewählten Materialien veränderlich sein kann. Diese Materialien können Stahlblech, Leichtlegierungen,
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zeuges gesuchten Eigenschaften.
Gemäss einem Kennzeichen der Erfindung begrenzt ein bestimmtes, grösstes Verhältnis in der Grössenordnung von 1/4 zwischen dem Durchmesser des Schwimmers und der Höhe des Tiefgangs die Höhe-H- des Tiefgangs, welche aufrecht erhalten werden muss, wenn das Wasserfahrzeug normal belastet ist.
Dieser Tiefgang hängt unmittelbar von dem eingetauchten Volumen des Schwimmers ab, welches etwa einem Achtel des Gesamtvolumens des Schwimmers entsprechen soll.
Dieses Verhältnis von 1/4 zwischen dem Tiefgang und dem Durchmesser des Schwimmers wird unter Berücksichtigung des Durchmessers-D-des Schwimmers sowie der Zahl der schraubenförmigen Schwimmkörper oder der Breite dieser Schwimmkörper und hauptsächlich der Gesamtlänge der eingetauchten Schwimmkörper erhalten. Alle diese Abmessungen stehen in unmittelbarer Beziehung miteinander und bilden auch die Basis, welche gestattet, das eingetauchte Volumen auf etwa 1/4 des grössten Durchmessers des Schwimmers zu begrenzen, was etwa 1/7, 5 oder 1/8, 8 des Volumens eines regel- mässigen Zylinders entspricht, welcher den gleichen grössten Durchmesser und die gleiche Länge wie der schraubenförmige Schwimmer hat.
Der Schwimmer-l-besitzt mehrere, schraubenförmige Schwimmkörper, um die obigen Merkmale und die gewünschten Ergebnisse zu erreichen. Das Vorhandensein von mehreren, schraubenförmigen Schwimmkörpern hat zweifellos eine Vergrösserung der tangentialen Widerstände zur Folge, welche die mögliche Höchstgeschwindigkeit des Fahrzeuges verringern. Das Eindringen in das Wasser und die Anpassung an dasselbe werden dagegen verbessert und erzeugen eine grössere Widerstandsfähigkeit gegen die Drehmomente, welche also beim Anfahren des Wasserfahrzeuges auftreten oder wenn dieses als
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Die obigen, bevorzugten Dreieckprofile für die zwischen den schraubenförmigen Schwimmkörpern gebildeten Vertiefungen sind natürlich nur beispielshalber beschrieben und schliessen nicht andere, für einen besseren Wirkungsgrad besser geeignete Profile aus. Es ist jedoch zu bemerken, dass erfindunggemäss für die Höhe des dreieckigen Zwischenraumes ein Wert von 30 bis 35% des Durchmessers des Schwimmers festgelegt wird, während die den dreieckigen Vertiefungen zu gebende Breite 50% des grössten Durchmessers des Schwimmers erreichen kann.
Jedes Ende des schraubenförmigen Schwimmers ist zweckmässig profiliert. Die Enden des Schwimmers besitzen eine Kugelkalotte-ld-, welche durch einen kegelstumpfförmigen Abschnitt-leverlängertwird, welcher eine solche Schräglage hat, dass er sich an den Neigungswinkel des Schraubenganges der Schwimmkörper anschliesst. Dieses spiralige Profil reicht etwa über 1 Umdr von dem Ansatz des schraubenförmigen Schwimmkörpers aus, bevor es den grössten Durchmesser erreicht. Der Durchmesser des Schwimmkörpers nimmt allmählich über diese spiralige Zone zu, seine Breite wird jedoch von Anfang an erreicht und bleibt über die Gesamtheit seiner schraubenförmigen und spiraligen Abwicklung konstant und gleichmässig.
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Lagerfläche besitzt, welche seine Lagerung in entsprechenden Lagern ermöglicht.
Der erfindungsgemässe, schraubenförmige Schwimmer kann offenbar zur Herstellung von Wasserfahrzeugenbeliebiger Art benutzt werden, welche für einzelne oder kollektive See- oder Flusstransporte verwendet werden.
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aufweisen. Die parallel angeordneten Schwimmer haben vorzugsweise einen gegensinnigen Gang, um ihnen eigentümliche Richtungsabweichungen zu berichtigen. Diese Berichtigung kann jedoch auch bei Schwimmern mit gleichsinnigem Gang durch das Steuerruder oder eine Steuerflosse erfolgen.
In den Fig. 6 und 7 ist beispielshalber die Anbringung von Schwimmern an einem Wasserfahrzeug dargestellt. Bei dieser Anordnung sind zwei schraubenförmige Schwimmer parallel zwischen zwei Ar- men--B-- angeordnet, welche die Gleitlager oder Wälzlager zur Aufnahme des Endes der Wellen --2-tragen. Die Arme --B-- sind auf beliebige bekannte Weise an dem unteren Teil eines schematisch dargestellten Schiffskörpers-E-befestigt.
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- angebracht, welche auch die durch die Drehung der Schwimmer erzeugten Wasserspritzer verhindern. Diese Plattformen können auf beliebige bekannte Weise ausgeführt sein, sie sind jedoch vorzugsweise leicht aber kräftig.
Sie stehen etwas über die Gesamtabmessungen des Wasserfahrzeuges vor und eine Randeinfassung-4-aus einem halbstarren Werkstoff überdeckt die Aussenkante, so dass sie einen das Fahrzeug schützenden Stossdämpfer bildet.
Ferner besitzen diese Plattformen --3-- in der Fahrrichtung des Fahrzeuges einen Anstellwinkel - x-, welcher grössenordnungsmässig z. B. 1 bis 2 in bezug auf die waagrechte Achse des Schwimmers betragen kann. Ein derartiger Winkel kann den Tiefgang etwas verringern, wenn das Fahrzeug mit voller Geschwindigkeit fährt und der Luftwiderstand und die Wasserspritzer, welche auf diese Plattformen wirken, das Fahrzeug anzuheben suchen und hiedurch die gewünschte Wirkung erzeugen. Es ist klar, dass das Wasserfahrzeug je nach seiner Länge eine einzige oder mehrere hintereinander in ähnlicher Weise angeordnete Plattformen aufweisen kann.
Ferner ist zu bemerken, dass die schraubenförmigen Schwimmer entweder frei drehbar sind (Segelfahrzeuge, geschleppte Fahrzeuge, Fahrzeuge mit Aussenbordmotor), oder unmittelbar durch eine beliebige mechanische Vorrichtung oder einen Motor mit zwischen 120 und 800 Umdr/m liegenden Drehzahlen angetrieben werden können. In diesem zweiten Fall kann die Antriebsvorrichtung, wie bereits angegeben, durch einen Getriebekasten oder Bremsorgane oder andere Zubehörteile ergänzt werden.
Ferner ist zu bemerken, dass bei mit zwei oder mehr als zwei in parallelen Reihen angeordneten Schwimmern (Fig. 7) ausgerüsteten Wasserfahrzeugen Schwimmer eines einzigen Typs benutzt werden können, bei welchen nur der Drehsinn von einer Reihe zur andern umgekehrt werden muss.
Ferner können in den Fig. 1 und 2 gestrichelt dargestellte, dichte Wände --5-- entweder lotrecht oder mit einer bestimmten Schräglage in bezug auf die Längsachse --2-- angeordnet werden. Der Schwimmer kann eine oder mehrere Zwischenwände aufweisen, vorzugsweise zwei dichte Zwischenwände, welche in dem zylindrischen Hohlraum liegen, welcher von den Schwimmkörpern im Zentrum des Schwimmers freigelassen wird und welche innen den Schwimmer in dichte Einzelabteilungen unter-
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teilen. Das Wasser kann dann bei einer Beschädigung des Schwimmers nicht in den ganzen Schwimmer eintreten, so dass die Schwimmfähigkeit des Fahrzeuges nicht gefährdet wird. Ferner kann zur Verbesserung der Sicherheit und der Unsinkbarkeit des Fahrzeuges der Rumpf oder die Karosserie desselben ebenfalls dicht sein.
Bei der in den Fig. 8 bis 12 dargestellten Ausführungsabwandlung ist der rotierende, schraubenförmige, im ganzen mit --6-- bezeichnete Schwimmer in erster Linie durch folgende Abmessungsverhältnisse gekennzeichnet, welche auf den gleichen, obigen, grössten, das Grundelement bildenden Aussendurchmesser bezogen sind :
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Die Ganghöhe-P-der schraubenförmigen Schwimmkörper wird durch Multiplikation des Durchmessers-D--mit 3,5 bis 3,6 erhalten, d. h. P = D x 3,5 bis 3,6.
Die Höhe-H-des Tiefganges bei normaler Belastung ist etwa gleich dem Viertel des Durchmessers-D-, d. h. H = D/4.
Da infolge dieser veränderten Abmessungsverhältnisse die Schwimmer im Verhältnis zu ihrem Durchmesser-D-kürzer sind, sind sie gleichzeitig kräftiger und leichter bei gleicher Dicke. Wie nämlich oben bereits angegeben, sind die rotierenden, schraubenförmigen Schwimmer vorzugsweise hohl, und aus einem beliebigen Werkstoff mit den erforderlichen Eigenschaften angefertigt. Es ist jedoch nicht ausgeschlossen, in gewissen Fällen die Schwimmer mit vollen Formen aus leichten und genügend widerstandsfähigen Werkstoffen auszuführen (z. B. aus Polyurethan mit einem Umfangsaufstrich).
Es ist zu bemerken, dass das Gestell des mit derartigen, rotierenden, schraubenförmigen Schwimmern ausgerüsteten Wasserfahrzeuges ebenfalls kürzer und leichter und auch widerstandsfähiger ist.
Ferner ist bei gleichem Winkel der schraubenförmigen Schwimmkörper die Ganghöhe-P-im Vergleich etwas grösser, so dass eine grössere Geschwindigkeit bei gleicher Drehzahl unter Verringerung der tangentialen Widerstände erzielt wird.
Gemäss einer besonderen Ausbildung der Nut, welche zwischen den Schwimmkörpern durch die Schwimmkörperflanken-Icbislcl oder 1c bis 1c"-- gebildet wird, wobei die Seiten-lcl oder lc"-die durch das Zentrum oder die allgemeine Achse des Schwimmers gehende, senkrechte oder nahezu senkrechte Seite ist, während die Seite-lc-die schräge Seite ist, bildet die Seite-lc-mit der Seite --1c 1-- einen grösseren Winkel a an den Enden des Schwimmers, wie in Fig. 1 dargestellt, wodurch der"Angriff des Schwimmers in dem flüssigen Element auf der Seite des Vorderendes vergrössert und eine Drosselung des Flüssigkeitsfadens und eine Bremsung auf der Seite des Hinterendes verhindert wird.
Hiebei ist auf die Besonderheit der obigen Ausbildung hinsichtlich des Querschnittprofils-G-- zwischen den Schwimmkörpern hinzuweisen, welches die Form eines rechtwinkeligen oder fast rechtwinkeligen Dreiecks hat, bei welchem eine Seite-lcl oder lc"-gerade ist und durch das Zentrum des Schwimmers geht, wie dargestellt. Die Seite--lel und 1c"-- bildet die vordere bzw. die hintere Flanke der Schwimmkörper, je nach der Bewegungsrichtung des Schwimmers und der Bewegungsart mit Selbstantrieb oder mit freier Drehung. Diese Form der Nut und die Ausbildung der Flanken gewährleisten einen besseren"Angriff des Schwimmers in dem Wasser und verringern denAustrittsverlustoder die "Rutschwirkung".
In Fig. 12 ist eine Anordnung mit zwei schraubenförmigen, identischen, gemäss der obigen Ausführungsabwandlung ausgebildeten Schwimmern-l-dargestellt. Diese Schwimmer sind hintereinander angeordnet und insbesondere für Wasserfahrzeuge mit grosser Wasserverdrängung bestimmt. Der An- triebsmotor-M-ist z. B. für den Antrieb der Welle zwischen den beiden Schwimmern angeordnet.
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